凝胶聚合物电解质(GPEs)的失水和锌负极上枝晶的不可控生长是柔性锌空气电池(ZABs)应用于可穿戴电子产品仍面临的挑战。目前,几乎所有的研究都集中在开发具有增强保水性的新型GPEs,从而延长其使用寿命。
近日,广西师范大学Yun He,Xiaoguang Liang,Yoonseob Kim报道了提出了一种简便的界面工程策略来延缓半开式结构空气阴极GPE的失水。
文章要点
1)研究人员假设碱性聚乙烯醇(PVA)电解液可以适应Zn枝晶的生长。当离子传导仍在工作时,枝晶生长将在某一时刻被抑制。基于这一假设,研究人员我们在半开口侧设置了界面层,不仅减缓了电解质的失水,而且抑制了枝晶的生长。研究人员采用静电纺丝技术在碳布表面制备了聚乙烯醋酸乙烯酯/碳粉(PEVA-C)纳米纤维复合材料界面层,成功解决了上述两个重大挑战。
2)实验结果显示,这种PEVA-C纳米纤维复合界面层表现出持久的疏水性能,为延缓失水过程提供了一种实用的方法。此外,通过将其高导电性、透气性和优异的柔韧性结合在一起,用简单的碱性PVA GPE组装的ZAB表现出230 h的惊人循环寿命,是没有PEVA-C纳米纤维界面层的ZAB的14倍。同时,GPE的缓慢失水显著抑制了Zn枝晶的生长。
参考文献
Zhaoyang Chen, et al, Nanofiber Composite for Improved Water Retention and Dendrites Suppression in Flexible Zinc-Air Batteries, Small 2021
DOI: 10.1002/smll.202103048
https://doi.org/10.1002/smll.202103048